蜜蜂基因组测序完成后的启示

作为影响全球生态系统的主要授粉昆虫及用来研究生物社会行为和人类各类健康问题的模式生物,蜜蜂基因组测序已顺利完成。研究人员通过将蜜蜂基因组与其它两种已测序完成的模式昆虫基因组进行比较,得出一些重要的发现。各大媒体对此竞相报道,为了让读者对此有更深入准确的了解,我刊特约了李建科教授的这篇文章。     

猪FUT2基因密码子使用偏好性分析及优化

为了揭示猪α-（1,2）岩藻糖转移酶2（FUT2）基因密码子使用特性并提高其在外源宿主内的表达量,本研究综合运用EMBOSS Explorer网站和CodonW软件包分析了猪FUT2基因的密码子使用偏好性的相关参数,并与3种模式生物（大肠杆菌、酵母菌和果蝇）基因组密码子使用模式进行比较,最后参照与之最为相近的模式生物基因组密码子使用方式,利用JCat和OPTIMIZER两个密码子优化网站对猪FUT2基因密码子进行优化。结果显示,猪FUT2基因表达水平不高,存在24种偏好密码子,且这24种偏好密码子中有23种以G/C结尾;猪FUT2基因与果蝇基因组密码子使用模式的差异小于大肠杆菌和酵母基因组,表明果蝇更适合猪FUT2基因的外源表达;根据果蝇基因组密码子使用模式优化猪FUT2基因密码子,优化后其适应指数有了明显提高,而整体GC含量没有明显变化,说明在理论上猪FUT2基因优化成功。本研究从翻译水平上揭示了猪FUT2基因的密码子使用特性,为其在遗传改良中选择最佳外源表达系统及提高其在宿主细胞内的表达水平提供一定的理论依据。     

蜜蜂基因组：一个社会的秘密

蜜蜂最近成为了第三种加入基因组测序俱乐部的昆虫。这让科学家得以一窥蜜蜂社会令人惊叹的秘密,并有助于揭开蜜蜂的身世之谜。自从人类基因组工程进入收尾阶段,随着测序技术的进步,越来越多的生物加入了基因组测序俱乐部。从病毒到杨树再到小鼠和黑猩猩,越来越多的基因组序列为科学家提供了珍贵的信息,这也让关于基因组测序的新闻变得不那么引人注目了。如果说人类基因组计划启动之初曾经被比作生物学的登月计划,那么今天一种生物基因组测序的完成可能不过是一次普通的太空旅行。但是,上个月科学家公布的一种生物的基因组序列似乎有着不同…     

从测序到编辑：家蚕基因组研究再获突破

家蚕是一种重要的经济昆虫、文化载体和模式生物，其不但在蚕丝产业的发展和丝绸之路的文化传播中做出了卓越的贡献，在蚕丝纤维新材料、生物反应器和模式生物中也逐渐凸显出广阔的应用前景。为了对家蚕进行更深入的研究和利用，西南大学夏庆友教授领衔的家蚕基因组研究团队率先开展了家蚕基因组研究，并于2004年和2009年先后在《science》杂志上公布家蚕基因组图谱和家蚕遗传变异图谱。在该研究的推动下，团队在功能基因组研究、家蚕转基因和家蚕生物反应器方面取得了显著的进展，家蚕的研究也受到越来越广泛的关注。但是，家蚕要成为全世界公认的生物反应器和模式生物，依然有很长的路要走，其中最重要的一步就是定点敲除和敲入等基因组编辑技术的建立。     

猪FUT2基因密码子使用偏好性分析及优化

为了揭示猪α-(1,2)岩藻糖转移酶2(FUT2)基因密码子使用特性并提高其在外源宿主内的表达量,本研究综合运用EMBOSS Explorer网站和CodonW软件包分析了猪FUT2基因的密码子使用偏好性的相关参数,并与3种模式生物(大肠杆菌、酵母菌和果蝇)基因组密码子使用模式进行比较,最后参照与之最为相近的模式生物基因组密码子使用方式,利用JCat和OPTIMIZER两个密码子优化网站对猪FUT2基因密码子进行优化。结果显示,猪FUT2基因表达水平不高,存在24种偏好密码子,且这24种偏好密码子中有23种以G/C结尾;猪FUT2基因与果蝇基因组密码子使用模式的差异小于大肠杆菌和酵母基因组,表明果蝇更适合猪FUT2基因的外源表达;根据果蝇基因组密码子使用模式优化猪FUT2基因密码子,优化后其适应指数有了明显提高,而整体GC含量没有明显变化,说明在理论上猪FUT2基因优化成功。本研究从翻译水平上揭示了猪FUT2基因的密码子使用特性,为其在遗传改良中选择最佳外源表达系统及提高其在宿主细胞内的表达水平提供一定的理论依据。     

家蚕差异蛋白质组学研究

2003年4月15日,美、英、德、日、法、中等6个国家共同宣布了人类基因组序列框架图的完成,这标志着生命科学进入了后基因组时代。到目前为止,已有大肠杆菌、秀丽线虫、果蝇、拟南芥、酿酒酵母、小鼠、家蚕等数十种生物的基因组序列图完成测序,并且还有上百种生物的基因组测序正在进行。蛋白质组学作为功能基因组学研究的主要内容,其研究模式主要有3种:第1种是检测蛋白质组理化参数的完全蛋白质组学;第2种是研究蛋白质间的相互作用;第3种是差异蛋白质组学——即通过比较分析不同状态下蛋白质表达图谱,实现对体内代谢调控的动态监测。近年来,越…     

基因芯片技术在微生物检测中的应用

在全球科学界的共同努力下,目前已有大量微生物和模式生物的基因组全序列测序完成。然而,基因组序列测定仅使我们了解基因核苷酸的排列顺序,并不能提供更多的生物体本质方面的信息。破译蕴藏在基因组中的丰富信息,阐明不     

家蚕模式化研究进展

建立具有中国特色的新型模式生物系统,是我国模式生物研究与发展的重要方向之一。家蚕(Bombyx mori)不仅具备模式生物的基本要素,而且还有其突出的特点和优势,2002年国际无脊椎动物协会正式将家蚕确定为鳞翅目模式昆虫。家蚕代表了生物界的一个大类群,易于在实验室内饲养和繁殖,世代短,子代群体大,遗传背景清楚,便于进行实验操作,并且遗传资源丰富,具有悠久的基础研究历史和现代科学研究基础,所以家蚕作为实验动物,在经典遗传学、动物遗传学、发育生物学、细胞生物学、昆虫免疫学、鳞翅目害虫防治、环境监测乃至医药学等研究领域受到广泛的关注。家蚕是少数完成基因组计划从框架图到精细图、重测序的代表物种,家蚕生物信息资源及分析平台以及功能基因鉴定和功能分析的平台日趋完善,使家蚕已经成为基因组学研究的典型范例之一。后基因组时代即使一个科学目标也有多种模式生物进行综合化分析,新的模式生物系统将逐渐形成。中国家蚕基因组计划推动了家蚕模式生物系统化的研究。建立具有中国特色的家蚕模式生物系统,并推进在鳞翅目害虫防治、人类疾病模型、医药筛选及环境检测等领域的实际应用,将有助于我国生命科学和生物产业相关领域形成优势竞争力。     

新的禾本科模式植物——二穗短柄草

水稻（Oryza sativa）是禾本科中目前唯一已完成基因组测序的模式植物,但由于它很早从冷季型禾本科中进化分离出来,故其作为禾本科其他亚科的模式植物有一定局限性,因此,需要一种新的、更适合的模式植物。二穗短柄草（Brachypodium distachyon）是一种温带禾草,归属禾本科早熟禾亚科短柄草族短柄草属,具有基因组小、株型小、自花授粉、一年生、生命周期短、有二倍体和一系列多倍体、易培植、易转化等诸多优点,尤其是与很多重要的谷类作物如小麦、大麦、燕麦、玉米、水稻、高梁等以及许多牧草与草坪草有较近的亲缘关系,因而是温带禾本科植物功能基因纽学以及生物能源作物（如柳枝稷）研究的理想模式植物,作者例举二穗短柄草之所以成为新模式植物系统的依据,并介绍其在遗传进化、基因组特点、功能基因组及形态特征等方面的研究进展。     

从测序到编辑:家蚕基因组研究再获突破

<正>家蚕是一种重要的经济昆虫、文化载体和模式生物,其不但在蚕丝产业的发展和丝绸之路的文化传播中做出了卓越的贡献,在蚕丝纤维新材料、生物反应器和模式生物中也逐渐凸显出广阔的应用前景。为了对家蚕进行更深入的研究和利用,西南大学夏庆友教授领衔的家蚕基因组研究团队率先开展了家蚕基因组研究,并于2004年和2009年先后在《Science》杂志上公布了家蚕基因组图谱和家蚕遗传变异图谱。在该研究的推动下,该团队在功能基因组研究、家蚕转基因和家蚕生物反应器方面取得了显著的进展,家蚕的研究也受     

我国专家首绘蝎子基因组图谱揭开多样性面纱

新华社武汉11月3日电（俞俭、杨欣欣）由武汉大学领衔．与上海生物信息技术研究中心合作，近日完成了对马氏正钳蝎（Mesobuthusmartensii）的基因组测序。预测了32016个蛋白质编码基因。在国际上第一个揭示了蝎子（scorpion）这一种独特的节肢动物适应模式。     

长链非编码RNAs与mRNA表达谱整合分析揭示LncRNAs在鸡骨骼肌生长中的潜在作用

正多细胞动物胚胎模式和器官形成过程复杂,包括细胞分化、迁移扩增和编辑细胞凋亡,这些复杂的细胞发育进程决定了调控因子具有精确的时空性表达。研究表明在复杂的生物中,RNA包含一种调控信息的隐藏层,它不仅作为DNA和蛋白之间的信使,而且在基因组结构和基因表达调控中也具有重要作用。高通量测序研究的数据揭示了哺乳动物基因组中只有很小的一部分(1%~2%)编码蛋白,而成千上万的基因间序列转录为非编码RNA。这种转录模式在多种生物学进程中的基因     

鸡基因组在生物学与农业和医学中的潜在利用

鸡的基因组序列含有大约10亿多碱基对（bp）、20000-23000个基因,这个基因组的很多特性使鸡在生物发生和进化研究中成为了一个理想的生物有机体。鸡基因组的独特结构和鸡基因组序列草图的独特特征为认识脊椎动物进化提供了一个透视的视角,使鸡成为了一个研究生物学的理想生物模型,它们将提高科学对禽类生物学、发育生物学、基础生物科学及医学的认识。运用鸡作为一个全球蛋白质营养源的生物模型和对疾病治疗研究的生物医学模型具有明显的优势,因此,鸡基因组的排序、基因组学工具在生物研究中的利用以及现代选择性育种方案发展的快速进展将会促进鸡基因组在农业和医学中的必然利用。该文将综述鸡基因组的简要独特结构、禽类进化的相关性与在农业与医学中的潜在利用。     

猪肺炎支原体基因组学研究进展

一个生物的全部DNA序列称作该生物的基因组(geneome),基因(gene)是基因组中有关蛋白质遗传信息的编码单位.基因组学是关于基因组结构、基因功能以及基因组比较的一门科学.支原体(Mycoplasma)由于基因组比较小,是属于最早被进行基因组测序的微生物物种之一.1995年10月,人类完成了第一个原核生物,即生殖支原体G37株的基因组测序.目前已完成了17株支原体基因组测序.本文主要介绍一下猪肺炎支原体基因组结构特点.     

斑马鱼成纤维细胞生长因子(FGFs)信号肽的预测分析

斑马鱼(Danio rerio)是鲤科短担尼尔属的一种热带观赏鱼[1].斑马鱼作为一种新型的脊椎模式生物,可以进行大规模的正向基因饱和突变与筛选[2].随着斑马鱼基因组测序工程的完成,接着需要进行的就是斑马鱼的基因功能组、转录组、蛋白质组及代谢组学的研究.较准确地注释斑马鱼基因组以及从整体上了解基因家族的结构特点和功能对积极推动基因功能研究具有重要意义.     

DNA 生物芯片研究进展

生物科学正迅速地演变为一门信息科学.最明显的例子就是目前正在进行的人类基因组计划(HGP, human genome project ),他最终要搞清人类全部基因组的30亿左右碱基对的序列.除此之外,还有其它生物尤其是模式生物(model organism )已经或正在被大规模测序解密,如大肠杆菌、啤酒酵母、美丽隐杆线虫以及中国和日本科学家公关的水稻基因组计划.     

拷贝数变异及其在家禽育种中的最新研究进展

拷贝数变异(CNVs)是指与参考基因组相比,长度在50 bp到几个Mb的DNA片段的插入、缺失或重复等。CNVs作为一种重要的基因组结构变异,具有分布广泛、突变率高、可遗传和高度异质性等特点,其广泛存在于哺乳类和禽类基因组中,是引起畜禽表型多样性、疾病抗性及遗传进化的重要因素。家禽不仅是一种重要的农业经济动物,而且是分子遗传学研究的理想模式生物。本文对CNVs研究历程及其检测方法进行综述,对家禽表型的影响及其存在的问题进行重点分析,并对其在家禽抗病育种中的应用进行展望。     

杆状病毒基因分子进化研究的新方法

利用基因组信息对病毒作进化分析是研究杆状病毒的基因组和分子进化的有效途径。通过比较杆状病毒基因组中基因的转录方向,建立了一种新的进化分析模式,并通过单个基因距离分析证实了此法的有效性。同时也介绍了杆状病毒基因组研究的新结果。     

功能基因组学研究进展

2 1世纪是生物时代和信息时代 ,基因组学的研究已从结构基因组学转向功能基因组学 ,对于基因功能的研究也由单一基因转向大规模、批量分析。文章对功能基因组学及相关学科的概念作了概述 ,介绍了功能基因组学的研究内容与研究方法 ,主要包括应用差异显示反转录 PCR、基因表达序列分析 (SAGE)、微点阵、蛋白质组学和生物信息学等研究基因组表达概况、基因组多样性和模式生物学等。     

家蚕基础科学研究浅论

家蚕是重要的经济昆虫和新兴模式生物,它与人类有着密切的联系,它的生存和繁殖完全依赖于人类。家蚕作为蚕业的基础,对蚕丝绸行业的农民和工人来说意味着经济来源甚至生存基础。从19世纪开始,家蚕成为微生物学、生理学和遗传学科学研究的目标,使得人类对生物学的理解发生了巨大变化。2003年家蚕基因组计划启动实施,之后随着家蚕全基因组框架图、精细图和遗传变异图先后完成,家蚕功能基因组研究及相关技术取得了长足发展。这里我们将概述家蚕基础科学研究领域包括遗传学、基因组学和功能基因组学的研究现状,从而推动家蚕作为昆虫研究模式的发展,促进鳞翅目昆虫等生物基因组研究的拓展。